JP2021003727A - 電極研磨装置のカバー - Google Patents

Abstract

【課題】容易な方法により電極の研磨箇所に正確にエアを吹き付けることを可能とすることで、切り屑の回収率を安定させる。【解決手段】スポット溶接用の電極１１０、１２０を回転研磨具６で自動研磨する電極研磨装置１に設けられ、回転研磨具６の周囲を覆うカバー１０に、回転研磨具６による電極１１０、１２０の研磨箇所に向けてエアを吐出するエア吐出口１９ａ、２０ａと、エア供給管２２、２３が接続される接続口１９ｂ、２０ｂと、エア吐出口１９ａ、２０ａと接続口１９ｂ、２０ｂとを連通するエア流路１９ｃ、２０ｃとを設けた。【選択図】図５

Description

本発明は、スポット溶接用の電極研磨装置に設けられるカバーに関する。

スポット溶接用電極には、溶接時に大きな加圧力が加わると共に大電流が流れ、且つ高温に曝されるため、繰り返しの使用により電極の先端部が摩耗して扁平化したり、被溶接物の金属が付着したりする。これを放置すると溶接不良の原因となるため、定期的に電極の先端部を所定形状に整形（研磨）する必要がある。

電極の研磨は、例えば、駆動モータで回転駆動される回転研磨具に電極を押し付けることより行われるが、この場合、切り屑が発生する。例えば、下記の特許文献１に示されている電極研磨装置（ドレッサー）では、回転研磨具（カッタ）の周囲をカバーで覆うと共に、このカバー内のエアを吸引手段で吸引することにより、研磨により生じる切り屑を回収している。

また、下記の特許文献２に示されている電極研磨装置では、回転研磨具（整形体）の周囲をカバーで覆うと共に、このカバーの内部にエアノズルの先端を差し込み、このエアノズルから回転研磨具と電極との接触部（研磨箇所）にエアを吹き付けることにより、回転研磨具に付着した切り屑を吹き飛ばしている。

特開２００２−３６１１９３号公報 特開２００３−１０９７７号公報

しかし、上記特許文献１のように、カバー内のエアを吸引する吸引手段を設ける場合、研磨具に付着した切り屑の回収性が十分でない上、エアを大量に消費するためエネルギーコストが嵩む。特に、車体の製造ラインのように多数のスポット溶接装置が設けられる場合、スポット溶接装置ごと設けられた多数の電極研磨装置により同時に電極研磨が実行され、多数の吸引手段が同時に工場エアを消費すると、周辺装置でエア圧の低下を誘発し、トラブルの要因となり得る。

一方、上記特許文献２のように、回転研磨具にエアを吹き付けながら電極を研磨すれば、上記のような吸引手段を用いることなく、切り屑を効率よく回収することができる。しかしながら、この場合、エアノズルから吐出したエアを電極の研磨箇所に正確に吹き付けるために、組立作業者が、エアノズルの先端部分の位置や形状を調整する必要があるが、このような作業は容易ではなく、手間がかかる上、組立作業者によってエアノズルの吐出口の位置や姿勢（吐出方向）にばらつきが生じるため、切り屑の回収率が安定しない。

以上のような事情から、本発明は、容易な方法により、電極の研磨箇所に正確にエアを吹き付けて切り屑の回収率を安定させることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、スポット溶接用の電極を回転研磨具で研磨する電極研磨装置に設けられ、前記回転研磨具の周囲を覆うカバーであって、前記回転研磨具による電極の研磨箇所に向けてエアを吐出するエア吐出口と、エア供給管が接続される接続口と、前記エア吐出口と前記接続口とを連通するエア流路とを備えた電極研磨装置のカバーを提供する。

このように、本発明では、回転研磨具の周囲を覆うカバーに、エア吐出口、接続口、およびこれらを連通するエア流路を設けた。すなわち、従来のようにカバーの外部からエアノズルを差し込むのではなく、エアノズルの先端部分（エア吐出口、接続口、およびエア流路）を他の部分（エア供給管）から分離してカバーに設けた。これにより、エア供給口を予めカバーの所定の位置に所定の姿勢で設けることができるため、このカバーを所定の位置に取り付けることで、エア吐出口を、電極の研磨箇所に対して所定の位置に所定の姿勢で配することができる。そして、このカバーの接続口に接続されたエア供給管からエアを供給することにより、エア吐出口から電極の研磨箇所に正確にエアを吹き付けることができる。

上記のカバーの内部におけるエアの流れによっては、カバーの内部に切り屑が溜まりやすい場所が生じることがある。この場合、カバーに、電極の研磨箇所とは異なる部位に向けてエアを吐出する循環用エア吐出口を設けることが好ましい。これにより、カバーの内部のエアの流れが変わるため、切り屑の滞留を防止して回収率を高めることができる。

上記のカバーには、回転研磨具を備えたドレッサ本体が挿入されるドレッサ挿入穴を設けることができる。この場合、カバーのドレッサ挿入穴に挿入したドレッサ本体の奥部を、これに対向するカバーの内面に当接させると、これらの間に隙間が形成されないため、切り屑が滞留しやすくなる。一方、ドレッサ本体の奥部とこれに対向するカバーの内面とを離反させると、カバーがドレッサ本体の奥部で支持されないため、ドレッサ本体に対するカバーの姿勢が不安定となる。

そこで、上記のカバーのうち、ドレッサ挿入穴に挿入されたドレッサ本体の奥部と対向する内面に、この内面からドレッサ本体に向けて突出し、ドレッサ本体の奥部と当接する当接部を設けることが好ましい。このように、ドレッサ本体の奥部を当接部に当接させることで、ドレッサ本体に対するカバーの姿勢を安定させることができる。また、カバーの内面のうち、当接部以外の領域には、ドレッサ本体の奥部との間に隙間が設けられるため、この隙間を介して切り屑を流通させることで切り屑の滞留を抑えることができる。

以上のように、本発明のカバーによれば、従来のようにエアノズルの先端部分の位置や形状を調整する煩雑な作業を要することなく、電極の研磨箇所に確実にエアを吹き付けて切り屑の回収率を安定させることができる。

本発明の一実施形態に係るカバーを有する電極研磨装置の側面図である。 上記カバーの側面図である。 上記カバーの上面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 他の実施形態に係るカバーの側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態に係る電極研磨装置１は、図１に示すように、ダイレクトスポット溶接を行うＣ型ガンに設けられた一対の電極１１０、１２０を同時に研磨するものである。電極研磨装置１は、駆動モータ２と、減速機３と、ドレッサ本体４と、これらを支持する支柱５とを主に有する。電極１１０、１２０は、例えば銅合金（特に、クロム銅）で形成される。

駆動モータ２としては、例えば、回転数および回転方向を制御可能なサーボモータが使用される。減速機３としては、例えば、平行軸歯車減速機や遊星歯車減速機、あるいはこれらを組み合わせたものが使用される。

ドレッサ本体４は、回転研磨具６と、回転研磨具６を電極１１０、１２０の軸心Ｌを中心として回転自在に保持するケース７とを有する。回転研磨具６は、電極１１０、１２０の先端形状に対応する円弧状の刃面６ａを有する切削刃を備える。回転研磨具６としては、上記のように電極１１０、１２０の先端を切削刃で積極的に切削するものに限らず、例えば、電極１１０、１２０の先端を塑性変形させて整形するものを使用することができる。ケース７の上面及び下面には、電極１１０、１２０を挿入するための孔が設けられる。

駆動モータ２、減速機３、およびドレッサ本体４は、エコライズ機構３０を介して支柱５に支持される。具体的に、エコライズ機構３０は、駆動モータ２側に設けられたガイド３１と、支柱５側に設けられたガイド軸３２とを備える。ガイド軸３２は、ガイド３１に設けられた上下方向の貫通孔に挿入される。ガイド３１は、上下両側からスプリング等の付勢手段３３で付勢される。以上により、ガイド３１およびこれに固定された駆動モータ２等が、上下方向（電極１１０、１２０の軸心Ｌ方向）の移動が許容された状態でフローティング支持される。

駆動モータ２を駆動すると、その回転が減速機３を介して回転研磨具６に伝達され、回転研磨具６が軸心Ｌを中心に回転する。この状態で、一対の電極１１０、１２０で回転研磨具６を上下から挟み込み、各電極１１０、１２０の先端を回転研磨具６の刃面６ａに押し付けることにより、各電極１１０、１２０の先端が切削されて所定形状に整形される。

こうして電極１１０、１２０を回転研磨具６で研磨することにより、切り屑が発生する。尚、回転研磨具６が、電極１１０、１２０の先端を塑性変形させるものであっても、回転研磨具６と電極１１０、１２０との摺動により切り屑が発生する。本実施形態の電極研磨装置１には、この切り屑を効率よく回収するためのカバー１０が設けられる。以下、このカバー１０の構成を詳しく説明する。

カバー１０は、図２に示すように、ドレッサ本体４の周囲を覆うカバー本体１１と、カバー１０内の切り屑を排出する排出部１２と、カバー本体１１の内部空間と排出部１２の内部空間とを連通する接続部１３とを備える。

カバー本体１１には、ドレッサ本体４を挿入するためのドレッサ挿入穴１４（図４、５参照）と、電極１１０、１２０を挿入するための電極挿入穴１５、１６（図３〜５参照）とが設けられる。図示例では、カバー本体１１のうち、ドレッサ本体４の挿入方向手前側（図５の左側）の側壁１１ｅにドレッサ挿入穴１４が設けられ、カバー本体１１の上面部１１ａおよび下面部１１ｂに電極挿入穴１５、１６が設けられる。本実施形態では、電極挿入穴１５、１６を覆うと共に、弾性変形して電極１１０、１２０の挿入を許容する閉塞手段として、ブラシ２１が設けられる（図３、５参照）。

カバー本体１１の奥側（図５の右側）の側壁１１ｆの内面には、手前側（図５の左側）に向けて突出した突出部１７が設けられる。図示例では、突出部１７が複数箇所に設けられ、具体的には、水平方向で互いに離間した２箇所に設けられる（図３参照）。カバー本体１１には、カバー１０をドレッサ本体４に固定するためのボルト挿通穴１８が設けられる。図示例では、カバー本体１１の上面部１１ａおよび側面部１１ｃ、１１ｄのうち、手前側（図２、３の左側）の端部付近にボルト挿通穴１８が設けられる。

排出部１２は、カバー本体１１よりも下方に設けられる。図示例では、排出部１２が、カバー本体１１に対して水平方向一方側に偏った位置に設けられ、具体的にはカバー本体１１の一方の側面部１１ｄの下方に設けられる（図４参照）。排出部１２の下端開口部には、チューブ８の上端が固定される。これにより、チューブ８を介して、カバー１０の内部と切り屑貯留部９（図１参照）とが連通される。

接続部１３は、カバー本体１１と排出部１２との間に設けられ、図示例ではカバー本体１１の下方に設けられる。本実施形態では、接続部１３の内底面１３ａが、排出部１２に向けて下方に傾斜している。

カバー１０には、図４、５に示されるように、上側の電極１１０の研磨箇所にエアを吹き付ける上側エア供給部１９と、下側の電極１２０の研磨箇所にエアを吹き付ける下側エア供給部２０とが設けられる。

上側エア供給部１９は、図５に示すように、エア吐出口１９ａと、エア供給管２２が接続される接続口１９ｂと、これらを連通するエア流路１９ｃとを備える。下側エア供給部２０は、図４に示すように、エア供給口２０ａと、エア供給管２３が接続される接続口２０ｂと、これらを連通するエア流路２０ｃとを備える。下側エア供給部２０には、さらに、エア供給口２０ａと異なる方向にエアを吐出する循環用エア吐出口２０ｄが設けられる。図示例では、循環用エア吐出口２０ｄの吐出方向が、電極１１０、１２０の軸心Ｌ方向と直交する方向（すなわち、水平方向）に設定され、特に、両エア吐出口１９ａ、２０ａの吐出方向と直交する方向（図４の左右方向）に設定される。尚、特に必要がなければ、循環用エア吐出口２０ｄを省略してもよい。

本実施形態では、エア供給部１９、２０と、ドレッサ本体４の周囲を覆うカバー本体１１とが一体形成される。具体的には、エア供給部１９、２０およびカバー本体１１が、例えば光造形等の積層造形により一体形成される。図示例では、カバー本体１１、排出部１２、接続部１３、およびエア供給部１９、２０が積層造形により一体形成される。このように、カバー１０に、エア供給部１９、２０を一体に設けることで、これらを別体に形成する場合と比べて、部品点数および組立工数が低減されるため、低コスト化が図られる。

カバー１０は、取付部材２３を介してドレッサ本体４に取り付けられる（図４参照）。具体的には、まず、ドレッサ本体４に対して奥側（図５の右側）からカバー１０を接近させ、カバー本体１１のドレッサ挿入穴１４にドレッサ本体４を挿入し、ドレッサ本体４の奥部をカバー本体１１の突出部１７に当接させる。このとき、ドレッサ本体４の奥部とカバー本体１１の突出部１７とを確実に当接させるために、カバー１０は、手前側（図５の左側）に設けられた他部材（駆動モータ２や減速機３等）と当接しない構成とすることが好ましい。この状態で、カバー本体１１の上面部１１ａのボルト挿通穴１８（図３参照）にボルト２２を挿通して、このボルト２２で取付部材２３とドレッサ本体４とを固定する（図４参照）。これと共に、カバー本体１１の側面部１１ｃ、１１ｄのボルト挿通穴１８（図２参照）にボルト２４を挿通して、このボルト２４でカバー本体１１と取付部材２３とを固定する（図４参照）。

このように、カバー１０の突出部１７をドレッサ本体４の奥部に当接させることにより、カバー本体１１の奥側の側壁１１ｆが突出部１７を介してドレッサ本体４の奥部で支持された状態となる。これにより、例えば、排出部１２にチューブ８を着脱する際に、カバー１０の奥側の側壁１１ｆを上下させるようなモーメント荷重Ｆ（図５参照）が加わった場合でも、突出部１７とドレッサ本体４との当接により奥側の側壁１１ｆの上下動を規制して、カバー１０のドレッサ本体４に対する姿勢を保つことができる。

カバー１０には、予め、所定の位置に所定の姿勢（吐出方向）でエア吐出口１９ａ、２０ａが設けられているため、このカバー１０をドレッサ本体４の所定の位置に取り付けることにより、エア吐出口１９ａ、２０ａが、回転研磨具６による電極１１０、１２０の研磨箇所（先端部）に対して所定の位置および所定の姿勢で設けられる。そして、カバー１０をドレッサ本体４に取り付けた後（あるいは取り付ける前）に、エア供給部１９、２０の接続口１９ｂ、２０ｂに、エア供給管２２、２３を接続する。

上記構成の電極研磨装置１の駆動モータ２を駆動して回転研磨具６を回転させながら、一対の電極１１０、１２０で回転研磨具６を上下から挟持することにより、各電極１１０、１２０の先端部が、回転研磨具６に押し付けられて研磨される。こうして電極１１０、１２０の研磨が行われている間、エア供給管２２、２３からカバー１０のエア供給部１９、２０にエアが供給され、エア吐出口１９ａ、２０ａから電極１１０、１２０の研磨箇所（先端部）に向けてエアが吹き付けられる。このとき、上述のように、カバー１０に設けられたエア吐出口１９ａ、２０ａが所定の位置に所定の姿勢で正確に配されていることで、エア吐出口１９ａ、２０ａから吐出したエアが電極１１０、１２０の研磨箇所に正確に吹き付けられる。これにより、切り屑をエアで確実に吹き飛ばしながら電極１１０、１２０が研磨されるため、切り屑が回転研磨具６に詰まることを防止できると共に、切り屑の回収効率が高められる。

このとき、ドレッサ本体４の周囲がカバー１０で覆われていることで、エアで吹き飛ばされた切り屑が周囲に飛散することが防止される。そして、この切り屑が自重により降下し、接続部１３、排出部１２、およびチューブ８を介して切り屑貯留部９に貯留される。本実施形態では、図３に示すように、ドレッサ本体４とカバー本体１１の側面部１１ｃ、１１ｄとの間に隙間Ｇ１が形成され、ドレッサ本体４とカバー本体１１の奥側の側壁１１ｆとの間に隙間Ｇ２が形成されている。カバー１０内の空間のうち、ドレッサ本体４よりも上方の空間に浮遊した切り屑が、上記の隙間Ｇ１、Ｇ２を介して降下することで、切り屑の回収効率が高められる。

本実施形態では、カバー１０の内部のエアを吸引する吸引手段のように、切り屑をカバー１０の外部に積極的に排出する手段は設けられないため、カバー１０の内部に、切り屑が溜まりやすい箇所が生じることがある。本実施形態の形状のカバー１０では、接続部１３の内底面１３ａに切り屑が滞留しやすい（図４のＰ部参照）。

そこで、本実施形態では、接続部１３の内底面１３ａが、排出部１２に向けて下方に傾斜している。これにより、内定面１３ａに滞留した切り屑が自重により排出部１２に向けて流れるように促すことができる。

また、本実施形態では、下側のエア供給部２０に、エア吐出口２０ａとは異なる方向、すなわち、電極１２０の研磨箇所以外に向けてエアを吐出する循環用エア吐出口２０ｄが設けられる。循環用エア吐出口２０ｄの吐出方向は、滞留した切り屑が排出部１２に向けて流れるような気流を生み出す方向に設定することが好ましい。図示例では、循環用エア吐出口２０ｄから吐出したエアが、カバー本体１１の側面部１１ｃにぶつかってその一部が下方に流れることで、図４に矢印Ｑで示すような気流が生じ、この気流ＱによってＰ部付近の切り屑が排出部１２に向けて流れてカバー１０の外部に排出される。これにより、切り屑の回収効率がさらに高められる。

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と重複する点については説明を省略する。

上記の実施形態では、エア供給部１９、２０とカバー本体１１とを一体形成した場合を示したが、これに限らず、エア供給部１９、２０を、カバー本体１１と別体に形成した後、カバー本体１１に固定してもよい。また、カバー１０のカバー本体１１、接続部１３、および排出部１２は、一体形成に限らず、これらのうちの何れか二つあるいは全てを別体に形成してもよい。また、カバー本体１１は、一体形成に限らず、例えば、上面部１１ａ、下面部１１ｂ、側面部１１ｃ、１１ｄ、及び奥側の側壁１１ｆからなるカップ状部と、これと別体に形成した手前側の側壁１１ｅとを固定することで形成してもよい。このカップ状部および側壁１１ｅは、例えば金属板のプレス加工や樹脂の射出成型で形成することができる。

また、上記の実施形態では、電極１１０、１２０の軸心を鉛直方向とした状態で研磨を行う場合を示したが、これに限られない。例えば図６に示す実施形態では、電極１１０、１２０の軸心を水平にした状態で研磨を行う場合を示している。このカバー１０は、概ね上記の実施形態のカバー１０を９０°回転させて手前側の側壁１１ｅを下側に配したものであるが、切り屑を自重で排出するために、図示のように排出部１２の排出口を下向きに開口させることが好ましい。

また、上記の実施形態では、同軸上に配されたダイレクトスポット溶接用の一対の電極１１０、１２０を同時に研磨する場合を示したが、一本の電極（例えば、インダイレクトスポット溶接用の電極）を研磨する研磨装置や、平行に並べた一対の電極（例えば、シリーズスポット溶接用の電極）を研磨する研磨装置に、本発明のカバーを適用することもできる。

１ 電極研磨装置
２ 駆動モータ
３ 減速機
４ ドレッサ本体
６ 回転研磨具
９ 切り屑貯留部
１０ カバー
１１ カバー本体
１２ 排出部
１３ 接続部
１４ ドレッサ挿入穴
１５ 電極挿入穴
１７ 突出部
１９、２０ エア供給部
１９ａ、２０ａエア吐出口
１９ｂ、２０ｂ接続口
１９ｃ、２０ｃエア流路
２０ｄ 循環用エア吐出口
２１ ブラシ
２２、２３ エア供給管
２３ エア供給管

Claims (3)

1. スポット溶接用の電極を回転研磨具で研磨する電極研磨装置に設けられ、前記回転研磨具の周囲を覆うカバーであって、
   前記回転研磨具による電極の研磨箇所に向けてエアを吐出するエア吐出口と、エア供給管が接続される接続口と、前記エア吐出口と前記接続口とを連通するエア流路とを備えた電極研磨装置のカバー。
2. 前記研磨箇所とは異なる部位に向けてエアを吐出する循環用エア吐出口をさらに備えた請求項１に記載の電極研磨装置のカバー。
3. 前記回転研磨具を備えたドレッサ本体が挿入されるドレッサ挿入穴と、前記ドレッサ挿入穴に挿入された前記ドレッサ本体の奥部と対向する内面から前記ドレッサ本体に向けて突出し、前記ドレッサ本体の奥部と当接する突出部とを有する請求項１又は２に記載の電極研磨装置のカバー。

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